Реконструкция промышленной печи
Устройство и работа промышленной печи и ее составных частей. Конструктивные недостатки работы системы регенерации тепла печи и задачи, требующие решения при реконструкции. Расчет целесообразности реконструкции печи и определение ее цеховой себестоимости.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | дипломная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 10.07.2017 |
| Размер файла | 246,5 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
· количество труб в секции - 63 шт.;
· диаметр труб (наружный): 76 и 89 мм, толщина стенки - 4,5 мм;
· материал труб: сталь Х23Н18 - первый ряд секций со стороны дымовых газов, сталь 08Х17Т - второй и третий ряд секций;
· температура дымовых газов перед рекуператором: °C;
· начальная температура воздуха: °C;
· коэффициент расхода воздуха: .
Расчет ведется по методике, изложенной в литературе [4].
Количество воздуха, подогреваемого в рекуператорах по формуле (2.13):
, м3/ч.
Количество воздуха, подогреваемого в одном рекуператоре по формуле (2.14):
, м3/ч.
Количество воздуха, подогреваемого в одном ряду секций по формуле (2.15):
, м3/ч.
Количество дымовых газов, отдающих теплоту в рекуператорах по формуле (2.16):
, м3/ч.
Количество дымовых газов, отдающих теплоту в одном рекуператоре по формуле (2.17):
, м3/ч.
Расчет первого ряда секций рекуператора.
Схема движения воздуха и дымовых газов - перекрестно-прямоточная.
Задаемся температурой подогретого воздуха °C и температурой дымовых газов °C после первого ряда секций рекуператора.
Средние температуры воздуха и дымовых газов по формулам (2.18) и (2.19):
, °C.
, °C.
Средние теплоемкости воздуха и дымовых газов (с учетом состава):
, кДж/(м3•°C),
, кДж/(м3•°C).
Значение величины по формуле (2.20):
.
Значение коэффициента по формуле (2.26):
.
Скорость дымовых газов по формуле (2.27):
, м/с.
Скорость воздуха по формуле (2.28):
, м/с.
Коэффициенты теплоотдачи конвекцией от дымовых газов к стенке и от стенки к воздуху (в зависимости от схемы движения дымовых газов и воздуха) по формулам (2.24) и (2.25):
, Вт/(м2•K),
, Вт/(м2•K).
Эффективная степень черноты стенки по формуле (2.31):
.
По расчету сгорания газа в объемном составе продуктов полного сгорания %, %.
Произведение парциального давления диоксида углерода и водяного пара на эффективную длину пути луча продуктов сгорания по формуле (2.33):
, м.
, Па•м,
, Па•м.
Находим по графикам значения , и .
Степень черноты дымовых газов по формуле (2.32):
.
Приведенный коэффициент излучения по формуле (2.30):
, Вт/(м2•K4).
Температура стенки по формуле (2.34):
, °C.
Коэффициент теплоотдачи излучением от дымовых газов к стенке по формуле (2.29):
, Вт/(м2•K).
Коэффициент теплоотдачи от дымовых газов к стенке по формуле (2.22):
, Вт/(м2•K).
Коэффициент теплоотдачи от стенки к воздуху по формуле (2.23):
, Вт/(м2•K).
Коэффициент теплопередачи от дымовых газов к воздуху по формуле (2.21):
, Вт/(м2•K).
Относительная поверхность нагрева рекуператора по формуле (2.35):
.
По графику определяем относительную температуру подогрева воздуха в зависимости от схемы движения сред (перекрестно-прямоточная) и величины ():
.
Температура подогретого воздуха после первого ряда секций рекуператора по формуле (2.36):
, °C.
Температура дымовых газов после первого ряда секций рекуператора по формуле (2.37):
, °C.
Расчет второго ряда секций рекуператора.
Схема движения воздуха и дымовых газов - перекрестно-противоточная.
Задаемся температурой подогретого воздуха °C и температурой дымовых газов °C после второго ряда секций рекуператора.
Средние температуры воздуха и дымовых газов по формулам (2.18) и (2.19):
, °C.
, °C.
Средние теплоемкости воздуха и дымовых газов (с учетом состава):
, кДж/(м3•°C),
, кДж/(м3•°C).
Значение величины по формуле (2.20):
.
Значение коэффициента определяется по формуле (2.26):
.
Скорость дымовых газов по формуле (2.27):
, м/с.
Скорость воздуха по формуле (2.28):
, м/с.
Коэффициенты теплоотдачи конвекцией от дымовых газов к стенке и от стенки к воздуху (в зависимости от схемы движения дымовых газов и воздуха) по формулам (2.24) и (2.25):
, Вт/(м2•K),
, Вт/(м2•K).
Эффективная степень черноты стенки определяется по формуле (2.31):
.
По расчету сгорания газа в объемном составе продуктов полного сгорания %, %.
Произведение парциального давления диоксида углерода и водяного пара на эффективную длину пути луча продуктов сгорания по формуле (2.33):
, м.
, Па•м,
, Па•м.
Находим по графикам , и .
Степень черноты дымовых газов по формуле (2.32):
.
Приведенный коэффициент излучения по формуле (2.30):
, Вт/(м2•K4).
Температура стенки по формуле (2.34):
, °C.
Коэффициент теплоотдачи излучением от дымовых газов к стенке по формуле (2.29):
, Вт/(м2•K).
Коэффициент теплоотдачи от дымовых газов к стенке по формуле (2.22):
, Вт/(м2•K).
Коэффициент теплоотдачи от стенки к воздуху по формуле (2.23):
, Вт/(м2•K).
Коэффициент теплопередачи от дымовых газов к воздуху по формуле (2.21):
, Вт/(м2•K).
Относительная поверхность нагрева рекуператора по формуле (2.35):
.
По графику определяем относительную температуру подогрева воздуха в зависимости от схемы движения сред (перекрестно-противоточная) и величины ():
.
Температура подогретого воздуха после второго ряда секций рекуператора по формуле (2.36):
, °C.
Температура дымовых газов после второго ряда секций рекуператора по формуле (2.37):
, °C.
Расчет третьего ряда секций рекуператора.
Схема движения воздуха и дымовых газов - перекрестно-противоточная.
Задаемся температурой подогретого воздуха °C и температурой дымовых газов °C после третьего ряда секций рекуператора.
Средние температуры воздуха и дымовых газов по формулам (2.18) и (2.19):
, °C.
, °C.
Средние теплоемкости воздуха и дымовых газов (с учетом состава):
, кДж/(м3•°C),
, кДж/(м3•°C).
Значение величины по формуле (2.20):
.
Значение коэффициента по формуле (2.26):
.
Скорость дымовых газов по формуле (2.27):
, м/с.
Скорость воздуха по формуле (2.28):
, м/с.
Коэффициенты теплоотдачи конвекцией от дымовых газов к стенке и от стенки к воздуху (в зависимости от схемы движения дымовых газов и воздуха) по формулам (2.24) и (2.25):
, Вт/(м2•K),
, Вт/(м2•K).
Эффективная степень черноты стенки по формуле (2.31):
.
По расчету сгорания газа в объемном составе продуктов полного сгорания %, %.
Произведение парциального давления диоксида углерода и водяного пара на эффективную длину пути луча продуктов сгорания по формуле (2.21):
, м.
, Па•м,
, Па•м.
Находим по графикам значения , и .
Степень черноты дымовых газов по формуле (2.32):
.
Приведенный коэффициент излучения по формуле (2.30):
, Вт/(м2•K4).
Температура стенки по формуле (2.34):
, °C.
Коэффициент теплоотдачи излучением от дымовых газов к стенке по формуле (2.29):
, Вт/(м2•K).
Коэффициент теплоотдачи от дымовых газов к стенке по формуле (2.22):
, Вт/(м2•K).
Коэффициент теплоотдачи от стенки к воздуху по формуле (2.23):
, Вт/(м2•K).
Коэффициент теплопередачи от дымовых газов к воздуху по формуле (2.21):
, Вт/(м2•K).
Относительная поверхность нагрева рекуператора по формуле (2.35):
.
По графику определяем относительную температуру подогрева воздуха в зависимости от схемы движения сред (перекрестно-противоточная) и величины ():
.
Температура подогретого воздуха после третьего ряда секций рекуператора по формуле (2.36):
, °C.
Температура дымовых газов после третьего ряда секций рекуператора по формуле (2.37):
, °C.
Таким образом:
· начальная температура воздуха: °C;
· температура подогретого воздуха после третьего ряда секций рекуператора: °C;
· температура дымовых газов перед рекуператором: °C;
· температура дымовых газов после третьего ряда секций рекуператора: °C.
Температуры воздуха а так же дымовых газов после понижения расхода топлива остались неизменными.
3. Организационно-экономическая часть
Основным направлением развития черной металлургии в условиях рыночной экономики является повышение качества выпускаемой продукции и снижение ее себестоимости. Технические решения, реализованные в данном проекте, позволяют уменьшить удельный расход условного топлива и себестоимости продукции за счет увеличения температуры подогрева воздуха.
Целесообразность реконструкции печи и определение цеховой себестоимости печи приведены ниже.
3.1 Расчет капитальных вложений при реконструкции печи
При определении капитальных затрат при реконструкции печи, следует учесть балансовую стоимость печи, затраты на монтаж узлов, транспортно-заготовочные работы, затраты на специальные строительные работы.
Стоимость печи после реконструкции:
, тыс. руб., (3.1)
где - балансовая стоимость печи до реконструкции, тыс. руб.;
- стоимость вновь проектируемых узлов и деталей, тыс. руб.;
- затраты на монтаж вновь устанавливаемых узлов и деталей, тыс. руб.;
- транспортно-заготовочные затраты, тыс. руб., (5-7 %);
- затраты на специальные строительные работы (фундамент, переходы и т.д.), тыс. руб., (21 %).
Балансовая стоимость печи до реконструкции:
, тыс. руб..
Стоимость вновь проектируемых узлов и деталей:
, тыс. руб., (3.2)
где , тыс. рублей - цена 8 секций рекуператора.
, тыс. руб..
Затраты на монтаж определяются процентом (14 %) от стоимости вновь проектируемых узлов и деталей:
, тыс. руб..
Транспортно-заготовочные затраты определяются процентом (7 %) от стоимости вновь проектируемых узлов и деталей:
, тыс. руб..
Затраты на специальные строительные работы определяются процентом (21 %) от стоимости вновь проектируемых узлов и деталей:
, тыс. руб..
Стоимость печи после реконструкции:
, тыс. руб..
Капитальные вложения на реконструкцию:
, тыс. руб., (3.3)
, тыс. руб..
3.2 Калькуляция себестоимости продукции
Себестоимость промышленной продукции - это текущие затраты предприятия на производство и реализацию продукции, выраженные в денежной форме. В себестоимость продукции включаются стоимость потребляемых в процессе производства средств и предметов труда:
· сырья и материалов, топлива, энергии, амортизация и т.п.;
· часть стоимости живого труда - оплата труда;
· стоимость покупных изделий и полуфабрикатов;
· затраты на производственные услуги сторонних организаций.
Многие из этих затрат можно планировать и учитывать в натуральной форме, т.е. в кг, м, шт. и т.д. Однако чтобы подсчитать сумму всех расходов предприятия, их нужно привести к единому измерителю, т.е. представить в денежном выражении.
Дополнительно в себестоимость выпускаемой продукции включается:
· отчисления на социальное страхование;
· отчисления в государственный пенсионный фонд;
· взносы в медицинские федеральный и территориальный фонды;
· взносы на страхование от несчастных случаев.
Под цеховой себестоимостью понимаются затраты цеха на изготовление выпущенной продукции. Расчет цеховой себестоимости одной тонны готовой стали, приведен в таблице 3.
3.3 Расчет экономического эффекта
Систематическое снижение себестоимости продукции - одно из основных условий повышения эффективности промышленного производства.
Ежемесячный экономический эффект достигается за счет снижения расхода топлива:
(тыс. руб.), (3.4)
где , м3/ч - расход топлива до реконструкции;
, м3/ч - расход топлива после реконструкции;
, руб./ м3 - стоимость 1 м3 природного газа;
- число дней в месяце.
, тыс. руб..
Ежегодный экономический эффект:
, тыс. руб., (3.5)
, тыс. руб.
3.4 Расчет срока окупаемости
Срок окупаемости () - минимальный временной интервал от начала осуществления проекта до момента времени, за пределами которого чистый дисконтированный доход становится неотрицательным. Этот период, измеряемый месяцами, кварталами или годами, начиная с которого первоначальные вложения и другие затраты, связанные с осуществлением инвестиционного проекта, покрываются суммарными результатами.
Расчет срока окупаемости основан на расчете того количества лет, которое необходимо для полного возмещения инвестиций (капитальных вложений) на реконструкцию при сравнении с ежегодной экономией.
Срок окупаемости:
, мес., (3.6)
, мес.
, год, (3.7)
, год.
Коэффициент экономической эффективности:
, 1/год, (3.8)
, 1/год.
Таким образом, период окупаемости проекта не превышает инвестиционный период реконструкции печи, проект окупается, является экономически выгодным и обеспечит в дальнейшем экономию материальных затрат.
Технико-экономические расчеты показали эффективность внедрения проектируемых мероприятий в технологическом процессе.
4. Безопасность жизнедеятельности
4.1 Анализ условий труда при эксплуатации методических печей
Анализ условий труда заключается в определении опасных и вредных производственных факторов, воздействующих на человека в рабочей зоне. Основные операции и оборудование, создающие опасные производственные факторы, которые могут привести к несчастным случаям, их возможное воздействие на жизнедеятельность человека, а также мероприятия и средства защиты представлены в таблице 1.
Таблица 1 - Характеристика опасных производственных факторов
|
Источники опасных производственных факторов |
Вид воздействия на человека |
|
|
Движущиеся механизмы подвижной части оборудования |
Механическая травма |
|
|
Электрооборудование |
Поражение электрическим током |
|
|
Повышенная температура материалов |
Термический ожог |
|
|
Места, расположенные на высоте |
Механическая травма (ушиб, перелом) |
|
|
Разрыв теплопровода |
Ожоги горячей водой, паром |
|
|
Разрыв газопровода |
Отравление, химический ожог |
Анализ данных, приведенных в таблице 1, показывает, что из перечисленных источников опасных производственных факторов серьезный ущерб здоровью человека могут нанести электрооборудование, разрывы газопроводов и теплопроводов.
Вредные производственные факторы ЛПЦ-2, их величина и влияние на жизнедеятельность человека, а также мероприятия и средства защиты приведены в таблице 2.
Таблица 2 - Характеристика вредных производственных факторов
|
Наименование фактора |
Величина показателя |
Влияние на жизнедеятельность человека |
||
|
норма |
факт |
|||
Температура воздуха в рабочей зоне, °C- в холодный период- в теплый период |
17-2617-26 |
16-1818-26 |
Оказывает влияние на состояние организма, на теплообменные процессы в организме. |
|
|
Относительная влажность, % |
60-70 |
60-70 |
Оказывает влияние на состояние организма, на теплообменные процессы в организме. |
|
|
Кратность воздухообмена в помещении |
6 |
6 |
Оказывает влияние на функциональное состояние организма, на теплообменные процессы в организме. |
|
|
Скорость движения воздуха, м/с |
0,5 |
0,4 |
Оказывает влияние на состояние организма, на теплообменные процессы в организме. |
|
|
Освещенность на рабочем месте, лк |
150 |
150 |
Оказывает влияние на самочувствие и работоспособность. |
Данные, приведенные в таблице 2, показывают, что наиболее опасными из перечисленных вредных производственных факторов являются повышенный уровень шума, тепловое излучение и концентрация неорганической пыли на рабочих местах. Влияние этих факторов может привести к ухудшению самочувствия человека и снижению его работоспособности.
4.2 Меры по обеспечению здоровых и безопасных условий труда
Для обеспечения безопасной работы производства необходимо выполнение требований ко всем стадиям производства, соблюдение которых обязательно для исключения аварийных ситуаций и вредных воздействий на работников.
К самостоятельной работе допускаются лица прошедшие медицинский осмотр по профессии, инструктаж и проверку знаний правил техники безопасности, пожарной безопасности и стажировку на рабочем месте и сдавшие экзамен квалификационной комиссии.
Производство работ допускается только на исправном оборудовании, оснащенном всеми необходимыми и исправно действующими предохранительными устройствами и средствами контрольно-измерительных приборов и автоматики (КИПиА). Исправное действие автоблокировки и сигнализации в установленные сроки. Отключающие устройства легко доступны для управления, осмотра и ремонта.
Все рабочие места имеют нормальное освещение. Обслуживающий персонал соблюдает режимы труда и отдыха, а также правила личной гигиены и питьевой режим (пить воду из установленных питьевых точек - автомат газированной воды, фонтанчики, принимать пищу в столовой или специально отведенных местах, по окончании работы пользоваться душем и умывальником). При кратковременных работах в условиях высоких температур (тушение пожаров, ремонте методических печей), где температура достигает 80-100 °С, большое значение имеет тепловая тренировка. Устойчивость к высоким температурам может быть в некоторой степени повышена с использованием фармакологических средств (дибазола, аскорбиновой кислоты и др.) вдыхания кислорода, аэроионизации. При нефиксированных рабочих местах и работе на открытом воздухе в холодный период года организуют специальные помещения для обогревания. В этих помещениях предусматривают возможность питья горячего чая. Для снятия нервно-психического напряжения, борьбы с утомлением, восстановлением работоспособности в ЛПЦ-2 успешно используют комнаты отдыха.
Все производственные, вспомогательные и служебные помещения обеспечены первичными средствами пожаротушения, которые находятся в исправном состоянии, расположены на видных местах и к ним обеспечен свободный доступ. В цехе имеются пожарные щиты, укомплектованные огнетушителями ОУ-5, штыковыми лопатами, ведрами, топорами и баграми. На территории цеха и в рабочих помещениях курение разрешено только в специально отведенных местах. Для обслуживания аппаратов, агрегатов и арматуры в необходимых местах установлены площадки с ограждениями и лестницы. Всем работникам, производящим обслуживание и ремонт оборудования, бесплатно выдаются по установленным нормам: костюм хлопчатобумажный, ботинки кожаные, куртка ватная, костюм суконный, вачеги, рукавицы комбинированные, очки защитные 034-У, каски. Все электрооборудование заземлено, токоведущие части электроустановок недоступны. Вращающиеся части оборудования ограждены.
Режимы труда и отдыха разрабатываются применительно к конкретным условиям работы. Частые короткие перерывы более эффективны для поддержания работоспособности, чем редкие, но продолжительные. При физических работах средней тяжести с температурой до 25 °С внутренний режим предусматривает 10-минутные перерывы после 50-60 мин работы; при температуре 25-33 °С рекомендуется 5-минутный перерыв после 45 мин работы и разрыв рабочей смены на 4-5 часов на период более жаркого времени.
4.3 Расчет аэрации участка нагревательных печей ЛПЦ-2
Аэрацией зданий называют организованную регулируемую естественную вентиляцию. Аэрация осуществляется под действием аэростатического и ветрового давлений. Аэрацию применяют в цехах со значительными тепловыделениями, если концентрация пыли и вредных газов в приточном воздухе не превышает 30 % предельно допустимой в рабочей зоне.
Для притока наружного воздуха устраивают проемы в наружных стенах. В приточных проемах установлены одинарные среднеподвесные створки. Для удаления воздуха из аэрируемого помещения устраивают вытяжной П-образный фонарь без ветрозащитных панелей. Расчет аэрации учитывает температурное расслоение воздуха по высоте, имеющееся в аэрируемых помещениях.
Целью расчета аэрации является определение необходимой площади аэрационных проемов для обеспечения заданной температуры воздуха в рабочей зоне. Аэрацию рассчитывают для неблагоприятного режима работы, соответствующего отсутствию ветра.
Расчет для теплого периода года.
Исходные данные:
· геометрические размеры помещения: длина м; ширина м; высота м;
· геометрические размеры источников тепловыделений - печей: длина м; ширина м; высота м;
· расположение источников тепловыделений в плане помещения: между осью и стеной;
· общие тепловыделения в помещении от каждого источника: ккал/ч;
· количество источников тепловыделений: ;
· расчетная летняя температура наружного воздуха для проектирования вентиляции: °C;
· допустимая разность температур воздуха в рабочей зоне и наружного воздуха: °C;
· высота расположения центров приточных аэрационных проемов от пола: м;
· высота расположения центров вытяжных аэрационных проемов от пола: м;
· потери тепла через наружные ограждения помещения: ккал/ч.
Расчет ведем по методике, изложенной в литературе [7].
Для методической печи определяют следующие величины:
1. Площадь горизонтальной поверхности:
, м2, (4.1)
, м2.
2. Площадь вертикальных поверхностей:
, м2, (4.2)
, м2.
3. Площадь всей поверхности:
, м2, (4.3)
, м2.
4. Температуру поверхности при , ккал/(ч•м2) и степени черноты поверхности , °C;
5. Конвективные тепловыделения от каждого источника:
, ккал/ч, (4.4)
где - коэффициент, определяемый для каждого источника тепловыделений в зависимости от температуры и степени черноты его поверхности.
, ккал/ч.
6. Лучистые тепловыделения от каждого источника:
, ккал/ч, (4.5)
, ккал/ч.
7. Лучистые тепловыделения от каждого источника, направленные в рабочую зону:
, ккал/ч, (4.6)
где - коэффициент, учитывающий долю лучистых тепловыделений источника, направленных в рабочую зону.
, (4.7)
где и - коэффициенты, значения которых определяются для каждого источника тепловыделений в зависимости от его расположения в плане помещения и размеров помещения (между осью и стеной, ).
.
, ккал/ч.
8. Конвективные тепловыделения от всех источников:
ккал/ч, (4.8)
, ккал/ч.
9. Лучистые тепловыделения от всех печей, направленные в рабочую зону помещения:
, ккал/ч, (4.9)
, ккал/ч.
10. Полюсное расстояние:
, м, (4.10)
, м.
11. Температура воздуха в рабочей зоне помещения:
, °C, (4.11)
, °C.
12. Количество избыточного тепла, выделяющегося в помещении:
, ккал/ч, (4.12)
где , ккал/ч - общие тепловыделения в помещении.
, ккал/ч, (4.13)
, ккал/ч.
, ккал/ч.
13. Условное количество тепла:
, ккал/ч, (4.14)
где - коэффициент лучистой теплоотдачи от кровли на пол ( ккал/(ч•м2•°C)),
м2 - площадь пола аэрируемого помещения;
, ккал/ч.
14. Коэффициент, учитывающий долю избыточных тепловыделений, поступающих в рабочую зону:
, (4.15)
.
15. Весовой расход воздуха, необходимого для обеспечения заданной температуры воздуха в рабочей зоне помещения:
, кгс/ч, (4.16)
где ккал/(кг•°C) - удельная теплоемкость воздуха.
, кгс/ч.
16. Температуру удаляемого воздуха:
, °C, (4.17)
, °C.
17. Высоту расположения температурного перекрытия (высоту расположения нижней границы тепловой подушки) от пола помещения:
, м, (4.18)
где , К - температура воздуха в рабочей зоне;
, м/с2 - ускорение свободного падения;
, кгс/м3 - удельный вес воздуха в рабочей зоне.
, кгс/м3, (4.19)
, кгс/м3.
, м.
18. Разность давлений, вызывающую перемещение аэрационного воздуха через приточные и вытяжные проемы:
, кгс/м2, (4.20)
где , кгс/м3 - удельный вес наружного воздуха;
, кгс/м3, (4.21)
, кгс/м3.
где , кгс/м3 - удельный вес удаляемого воздуха.
, кгс/м3, (4.22)
, кгс/м3.
, кгс/м2.
19. Потери давления на проход воздуха через приточные проемы:
, кгс/м2,(4.23)
Где - доля разности давлений, расходуемой на проход воздуха через приточные проемы.
(кгс/м2).
20. Площадь приточных проемов в стенах:
, м2, (4.24)
где - коэффициент местного сопротивления приточных проемов, при угле открытия створки °, отсчитываемом от плоскости стены, и (створка одинарная среднеподвесная).
, м2.
21. потери давления на проход воздуха через проемы фонаря:
, кгс/м2, (4.25)
, кгс/м2.
22. площадь проемов фонаря:
(м2), (4.26)
где - коэффициент местного проема фонаря, при угле открытия створки ° (фонарь вытяжной П-образный без ветрозащитных панелей).
, м2.
Расчет для переходного периода года.
Исходные данные:
· температура наружного воздуха °C;
· температура воздуха в рабочей зоне °C;
· потери тепла через наружные ограждения помещения ккал/ч.
Остальные исходные данные те же.
Определяем следующие величины:
1. Разность температур воздуха в рабочей зоне и наружного воздуха:
, °C, (4.27)
, °C.
2. Количество избыточного тепла по формуле (4.12):
, ккал/ч.
3. Условное количество тепла по формуле (4.14):
, ккал/ч.
4. Коэффициент по графику при
и
5. Весовой расход воздуха по формуле (4.16):
, кгс/ч.
6. Температуру удаляемого воздуха по формуле (4.17):
, °C.
7. Высоту расположения температурного перекрытия по формуле (4.18):
Удельный вес воздуха в рабочей зоне по формуле (4.19):
, кгс/м3.
, м.
8. Разность давлений, вызывающую перемещение аэрационного воздуха через приточные и вытяжные проемы по формуле (4.20):
Удельный вес наружного воздуха по формуле (4.21):
, кгс/м3.
Удельный вес удаляемого воздуха по формуле (4.22):
, кгс/м3.
, кгс/м2.
9. Потери давления на проход воздуха через приточные проемы по формуле (4.23):
, кгс/м2.
10. Потери давления на проход воздуха через проемы фонаря по формуле (4.25):
, кгс/м2.
11. Угол открытия створки приточных проемов:
, (4.28)
,
следовательно, °.
12. Угол открытия створки вытяжных фонарей:
, (4.29)
,
следовательно, °.
Таким образом, площадь приточных проемов в стенах м2, площадь проемов фонаря м2 и углы открытия створок приточных проемов и вытяжных фонарей в теплый (° и °) и холодный период (° и °).
4.4 Меры по обеспечению устойчивости работы ЛПЦ-2 в условиях чрезвычайных ситуаций
В условиях чрезвычайных ситуаций важно, чтобы сохранялась возможность работоспособности производства или организации при нештатном (чрезвычайном) внешнем воздействии, т.е. производилась продукция в запланированном объеме, обеспечивалась безопасность жизнедеятельности работающих, соблюдался комплекс исследований, предвидений, инженерно-технических и специальных мероприятий, направленных на устойчивую работу систем с учетом риска возникновения ЧС.
В ЛПЦ-2 возможны следующие ЧС:
1. Отключение электроэнергии.
При отключении электроэнергии необходимо сообщить по громкоговорящей связи всему персоналу цеха о полном отключении электроэнергии, о необходимости оставаться на рабочих местах до особого распоряжения, о необходимости прекращения всех газорезательных работ. Сообщить об аварии диспетчерам ОАО «Северсталь», управления главного энергетика, цеха электроснабжения. Организовать выдачу аккумуляторных фонарей сменным мастерам участков. Принять меры с учетом личной безопасности. Уточнить состояние схемы электроснабжения цеха.
Разрыв наружного газопровода.
При разрыве наружного газопровода необходимо предупредить всех находящихся в районе аварии, вызвать пожарную охрану, сообщить об аварии диспетчеру цеха, начальнику смены, прекратить огневые работы в зоне аварии, вызвать добровольную пожарную дружину, добровольную газоспасательную дружину, пожарную охрану и организовать ее встречу.
Сообщить об аварии диспетчерам газового цеха, газоспасательной станции, ОАО «Северсталь», управлению главного энергетика. Удалить людей из опасной зоны с учетом личной безопасности. Выполнить веревочное заграждение места аварии и выставить посты предупреждения. Прекратить потребление газа всеми потребителями, отключив их согласно технологической инструкции. Снизить давление газа.
2. Падение давления газа в цеховом газопроводе.
При падении давления газа в цеховом газопроводе необходимо немедленно сообщить о случившемся диспетчеру газового цеха. При падении давления газа ниже 1,5 кПа прекратить потребление газа всеми потребителями. После восстановления давления газа продуть газопровод.
3. Разрыв кислородопровода.
При разрыве кислородопровода необходимо предупредить всех находящихся в районе аварии, вызвать пожарную охрану и обеспечить ее встречу, сообщить об аварии диспетчеру цеха, начальнику цеха. Сообщить об аварии диспетчерам кислородного цеха, газоспасательной станции ОАО «Северсталь», управления главного энергетика. Подразделения пожарной охраны производят тушение пожара. Установить заглушку после вентиля, подключить азот и продуть им весь трубопровод до получения анализа в двух последовательно отобранных пробах на содержание кислорода не более 23 %. Пробы отбираются в нижних зонах помещения. После получения содержания кислорода от 19 до 23 % приступить к ликвидации разрыва в кислородопроводе, проверив предварительно воздух в месте производства работ на загазованность.
4. Загазованность помещения кислородом.
При загазованности помещения кислородом не производить переключений электроаппаратуры, включение вентиляции. Проветрить помещение, открыв двери, окна.
5. Нарушение работы системы испарительного охлаждения.
Нагревательные печи №1, 2, 3, 4 имеют систему испарительного охлаждения (СИО), снабжаемые химически очищенной водой с теплосилового цеха и подающие выработанный пар в паропровод теплосилового цеха.
При разрыве трубопровода СИО одной из нагревательных печей с падением уровня химически очищенной воды в баке-сепараторе необходимо сообщить начальнику смены или диспетчеру ЛПЦ-2. сообщить об аварии начальнику смены теплосилового цеха по прямому телефону и старшему нагревальщику по громкоговорящей связи. Удалить всех, находящихся в районе аварии.
В случае разрыва трубопровода снаружи печи. Оградить зону аварии веревочным ограждением. Остановить печь согласно ИОТ - 54-11-03. отключить СИО от паропровода и ввести пар через свечу в атмосферу согласно технологической инструкции. Перевести СИО печи на снабжение технической водой согласно технологической инструкции.
При прекращении подачи химически очищенной воды необходимо сообщить об аварии диспетчерам ОАО «Северсталь» и УГЭ.
При повышении давления в паропроводе СИО выше 18 кгс/см2 сообщить начальнику смены или диспетчеру ЛПЦ-2 об аварии. Диспетчерам ОАО «Северсталь» и УГЭ. Плавно приоткрывая задвижку на свече закрыть задвижку на паропроводе барабана-сепаратора снизить давление до 18 кгс/см2.
6. Возникновение пожара.
При обнаружении пожара или признаков горения немедленно сообщить о пожаре в пожарную часть. Вызвать пожарную охрану, ДПД. Предупредить рядом работающий персонал, принять меры к ликвидации пожара и сохранности материальных ценностей. При необходимости обеспечить отключение электроэнергии, остановить работу грузоподъемных механизмов, выключить приточно-вытяжную вентиляцию.
7. Аварийная остановка печей.
При аварийной остановке нагревательных печей отсечь газ клапаном безопасности, закрыть краны перед горелками, закрыть задвижки на газопроводе печи и открыть свечи.
8. Появление дыма, огня в электроустановках цеха или взрыв.
При появлении дыма, огня в электроустановках цеха или взрыве необходимо сообщить в пожарную часть. Вызвать пожарную охрану, ДПД, старшего электромонтера. Принять меры к снятию напряжения с поврежденного оборудования. Приступить к тушению очага возгорания углекислотными огнетушителями. Вызвать пожарную службу.
Анализ вышеприведенного показывает, что наиболее опасными чрезвычайными ситуациями являются разрывы газопровода, кислородопровода, взрыв и возникновение пожара, так как это нанесет наибольший вред зданию, техническому оборудованию, окружающей среде и может привести к смертельному исходу обслуживающего персонала.
5. Экологическая часть
Снижение вредного воздействия при работе реконструируемой печи на окружающую среду достигается за счет следующих мероприятий:
· снижение расхода топлива, в результате чего соответственно уменьшаются вредные выбросы с продуктами сгорания;
· применяются горелки специальной конструкции с пониженным образованием NOx;
· процесс горения контролируется с помощью газоанализатора;
· автоматическое регулирование теплового процесса обеспечивает сжигание топлива с минимальным выбросом вредных составляющих;
· улучшение теплоизоляции печи и применение окон для обслуживания печи с повышенной плотностью снижает выделение тепла в окружающее пространство.
В ЛПЦ-2 соблюдаются требования охраны окружающей среды:
1. допустимая объемная доля метана в воздухе рабочей зоны по условиям взрывобезопасности - до 1 %;
2. предельно допустимая концентрация пропана и бутана в воздухе рабочего помещения - 300 мг/м3 воздуха;
3. предельно допустимая массовая концентрация оксида углерода в воздухе рабочих помещений - 20 мг/м3 воздуха;
4. объемная доля кислорода в воздухе рабочей зоны должна быть 19-23 %.
Таким образом, нагревательные печи ЛПЦ-2 не наносят вреда окружающей среде.
Заключение
В рамках данного проекта проведен анализ конструктивных недостатков работы существующей печи, предложены мероприятия по совершенствованию системы регенерации тепла уходящих газов. С целью повышения температуры подогрева воздуха увеличена поверхность нагрева рекуператоров на 880 м2, путем добавления нового ряда аналогичных секций.
Расчеты, приведенные в дипломном проекте, показывают, что итогом реализации данного проекта реконструкции печи является выход на более высокий уровень работы рекуператоров и достижение следующих параметров:
1. температура подогрева воздуха, идущего на горение, увеличилась с 261 до 299 °C;
2. расход условного топлива уменьшился на 0,251 тут/ч, расход природного газа сократился на 219 м3/ч.
Модернизация системы регенерации тепла уходящих газов печи обеспечивает снижение затрат на производство стали.
Экономический эффект от реконструкции печи составит 3974 тыс. руб./год. Срок окупаемости данного предложения составит 4,29 месяца.
В заключении можно сделать вывод о том, что в результате выполнения всего комплекса работ по модернизации системы регенерации тепла уходящих газов методической печи №1 ЛПЦ-2 будет создана печь с лучшими энерготехнологическими показателями.
Список использованных источников
1. Гусовский В.Л., Лифшиц А.Е. Методика расчета нагревательных и термических печей: Учебно-справочное изд. - Москва: Теплотехник, 2004. - 396 с.
2. Методические указания к расчету экономической эффективности курсовых и дипломных проектов. Под ред. Н.И.Севрюкова. - Череповец: ЧГУ, 2003. 18 с.
3. Экономическая эффективность внедрения организационно-технических мероприятий. Учебно-методическое пособие. Захарова Н.С. - к.т.н., доцент. Череповец: ЧГУ, 2005. - 38 с.
4. Внутренние санитарно-технические устройства. В 2-х ч. Под ред. И.Г.Староверова. Изд. 2-е, перераб. и доп. Ч. 2. Вентиляция и кондиционирование воздуха. Москва, Стройиздат, 1977. 502 с. (Справочник проектировщика).
5. Гусовский В.Л., Ладыгичев М.Г., Усачев А.Б. Современные нагревательные и термические печи (конструкции и термические характеристики): Справочник / Под ред. А.Б. Усачева. - Москва: «Машиностроение», 2001. - 656 с.
6. Тайц Н.Ю., Розенгарт Ю.И. Методические нагревательные печи. Москва: Металлургиздат, 1964. - 341 с.
7. Справочник конструктора печей прокатного производства, т. 1. Под ред. В.М. Тымчака. Изд-во «Металлургия», 1969. - 576 с.
8. Зайцев Н.Л. Экономика промышленного предприятия: Учебник. - 4-е изд., перераб. и доп. - Москва: ИНФРА-М, 2002. - 384 с.
промышленный печь реконструкция тепло
Приложение 1 (обязательное)
Техническая характеристика печи
1. Назначение печи - нагрев слябов перед прокаткой.
2. Тип печи - нагревательная, рекуперативная; десятизонная с шагающими балками, с двухсторонним нагревом, торцевыми посадом и выдачей.
3. Характер работы печи - непрерывный в три смены.
4. Размеры печи:
Основные размеры печи.
Площадь пода:
- габаритная, м2 560
- активная, м2 528
Длина печи:
- габаритная, м 49,59
- активная, м 48,00
Ширина пода:
- габаритная, м 12,43
- активная, м 11,00
Наименование и длина зон:
методическая, мм 8840
подогревательные, мм 9020
1-я верхняя и 2-я нижняя.
- нагревательные, мм 9920
3-я верхняя и 4-я нижняя,
5-я верхняя и 6-я нижняя.
- томильные, мм 10700
7-я левая и 7-я правая,
8-я левая и 8-я правая.
Максимальная высота зон:
методической части, мм 1970
1-й, 3-й, 5-й, мм 3060
7-й, мм 2720
Нижних:
- 2-й, 4-й, 6-й, 8-й, мм 2600
Высота пережима между зонами, мм 885
Высота окон:
загрузки, мм 660
выдачи, мм 570
Размеры рабочих окон:
- верхних зон, мм 340*460
- нижних зон, мм 540*580
Угол наклона горелок:
- верхних зон, градус 15
- нижних зон, градус 30
5. Кладка печи по элементам (см. п.2.14).
6. Топливо и зажигательное устройство.
6.1 Топливо - природный газ. Объемная теплота сгорания - 8000 ккал/м3 (33400 кДж/м3), по проекту - 8400 ккал/м3 (35280 кДж/м3). Давление газа перед печью - (600 ± 20) мм вод. ст. ((5,88 ± 0,196) кПа).
6.2 Тип горелок: в верхних зонах - ДВБ (дутьевые для газа высокой температуры сгорания, большой производительности), в нижних зонах - РДП (с регулируемой длиной пламени).
6.3 Характеристика горелок приведена в таблице 4.
Таблица П1.1 - Характеристика горелок печи
|
Зона и название |
Тип горелок |
Число горелок на зону, шт |
Диаметр носика в горелке, мм |
Диаметр газового сопла, мм |
Производительность одной горелки, м3/ч |
Тепловая мощность зоны по проекту, *106 ккал/ч (кДж/ч) |
||
|
Верхние зоны: |
||||||||
|
Подогревательная №1 |
ДВБ 275 |
9 |
275 |
55 |
550 |
42 (176) |
||
|
Нагревательная №3 |
ДВБ 250 |
9 |
250 |
50 |
450 |
34 (142,5) |
||
|
Нагревательная №5 |
ДВБ 250 |
9 |
250 |
50 |
450 |
34 (142,5) |
||
|
Правая томильная №7 |
ДВБ 225 |
5 |
225 |
37 |
250 |
10,5 (44,0) |
||
|
Левая томильная №7 |
ДВБ 225 |
4 |
225 |
37 |
250 |
8,5 (35,6) |
||
|
Всего: |
36 |
129 (540,6) |
||||||
|
Нижние зоны: |
||||||||
|
Подогревательная №2 |
РДП 420 |
10 |
420 |
1Ч55,6Ч25 |
600 |
50 (209) |
||
|
Нагревательная №4 |
РДП 420РДП 375 |
48 |
420375 |
-//- |
600370 |
45 (188) |
||
|
Нагревательная №6 |
РДП 420РДП 375 |
48 |
420375 |
-//- |
600370 |
45 (188) |
||
|
Всего: |
34 |
140 (585) |
||||||
|
Томильная 8 лев. и 8 прав. |
РДП 375 |
6 |
375 |
50 |
370 |
18,5 (77,5) |
.Примечание.
1. Газ подается по центральной трубе. Диаметр газового сопла 50 мм.
2. Основное количество воздуха для сжигания природного газа подается через шесть тангенциально выполненных отверстий диаметром 55 мм каждое и регулируется дроссельным клапаном диаметром 400 мм.
Дополнительный воздух подается по периферии газового сопла через кольцевое отверстие размером dвн=80 мм, dн=110 мм и регулируется дроссельным клапаном диаметром 200 мм
3. Регулирование длины факела.
3.1. Подачей воздуха только через тангенциальные отверстия обеспечивается факел минимальной длины (основной режим работы: максимальный расход газа - 1650 м3/ч, максимальный расход воздуха - 14500 м3/ч, соотношение газ/воздух - 0,95, длина факела - 2,5 м).
4.1 В случае подгиба переднего конца слябов вверх при прокатке в черновой группе стана температура нагрева нижней поверхности сляба регулируется изменением длины факела путем открытия подачи дополнительного воздуха и снижением температуры в восьмой левой зоне.
4.2 Полным открытием дросселей основного и дополнительного потоков воздуха обеспечивается факел максимальной длины.
4. Максимальный объемный расход на печь:
- газа, м3/ч 28000 (по проекту - 33000)
- воздуха, м3 /ч 280000 (по проекту - 340000)
5. Максимальная тепловая мощность печи, ккал/ч* 10 (кДж/ч*106)
- фактическая, 225 (936)
- по проекту 275 (1144)
7. Максимальная производительность печи при посаде слябов толщиной 250 мм и длиной 10,4 (5,2) м - до 400 т/ч.
8. Напряжение активного пода печи - до 760 кг/м2 *ч.
9. Удельный расход тепла на 1 кг нагреваемого металла по проекту при максимальной производительности - 650 ккал/кг (2730 кДж/кг).
10. Всад - холодный. Максимальная масса садки - до 1000 т.
11. Рекуператор. Предназначен для подогрева воздуха, подаваемого в печь для сжигания топлива.
11.1. Тип рекуператора - петлевой, трубчатый, металлический, восьми секционный.
11.2. Количество рекуператоров на печь - 2 шт.
11.3. Проходное сечение по дыму:
- рекуператорной камеры, м2 29,8
рекуператора, м2 11,0
защитной решетки:
проектное, м2 12,04
фактическое, м2 8,10
11.4. Проходное сечение рекуператора по воздуху - 3,80 м2.
11.5. Количество труб в секции - 61 шт.
11.6. Диаметр труб (наружный) - 76 и 89 мм, толщина стенки - 4,5 мм.
11.7. Материал труб: сталь Х23Н18 первый ряд секций со стороны дыма, сталь 08Х17Т - второй ряд секций.
11.8. Температура подогрева воздуха в рекуператоре - до 350 °С.
11.9. Температура дымовых газов:
- перед рекуператором, °С до 950
за рекуператором перед дымовым клапаном, °С, не более 800
11.10. Сопротивление рекуператора при температуре воздуха 400 °С и максимальном расходе (по проекту) - 180 мм вод. ст. (2,60 кПа). Сопротивление рекуператора по дыму (на основании испытаний рекуператора) - от 8 до 10 мм вод. ст. (от 80 до 100 Па).
12. Вентилятор предназначен для подачи в печь воздуха при сжигании топлива.
12.1. Количество вентиляторов - 2 шт.
12.2. Тип вентилятора - ВМ-20А.
12.3. Частота вращения электродвигателя -1500 об/мин (мин-1).
12.4. Мощность электродвигателя - 1250 кВт.
12.5. Напор создаваемый вентилятором при температуре воздуха 20 °С:
- полный, мм вод. ст. (кПа) 1400 (14,0)
- статический, мм вод. ст. (кПа) 1130(10,3)
12.6. Производительность вентилятора -170000 м3/ч.
13. Раскладка слябов при длине сляба:
от 9500 до 10300 мм - однорядная,
от 4500 до 5200 мм - двухрядная,
от 7400 до 8500 мм - шахматная.
14 . Характер транспортировки металла.
15.1. Загрузка - сталкивателем слябов в печь.
15.2. Выдача:
- при двухрядном посаде слябов производится двумя штангами, начиная с четного ряда;
- при шахматном и однорядном посаде слябов производится четырьмя штангами одновременно.
16. Метод удаления окалины - выгреб «всухую».
Приложение 2 (обязательное)
Анализ себестоимости продукции. Фактическое производство - 125000 т/мес.
Таблица П2.1 - Анализ себестоимости продукции
|
Наименование статей |
Базовый вариант |
Проектный вариант |
Экономия, тыс. руб. |
||||
|
Количество |
Цена, руб. |
Стоимость, руб./т |
Количество |
Стоимость, руб./т |
|||
|
Сырье и материалы |
1,046 |
7638,74 |
7990,12 |
1,045 |
7982,48 |
955 |
|
|
Топливо |
0,12 |
2,097 |
181,18 |
0,1182 |
178,46 |
340 |
|
|
Энергетические затраты |
0,052 |
1339,91 |
69,61 |
0,050 |
67,00 |
326,25 |
|
|
Фонд оплаты труда |
8,98 |
8,98 |
|||||
|
Ремонт и техническое обслуживание |
15,58 |
15,60 |
-2,5 |
||||
|
Содержание основных средств |
0,84 |
0,84 |
|||||
|
Возвраты |
-0,099 |
-1,15 |
-1,15 |
||||
|
Вспомогательные материалы на технологию |
9,83 |
9,83 |
|||||
|
Сервисное обслуживание |
46,56 |
46,53 |
3,75 |
||||
|
Отходы и потери |
-0,076 |
2850,34 |
-217,77 |
-0,076 |
-217,77 |
||
|
Сменное оборудование |
0,28 |
0,28 |
|||||
|
Транспортные расходы |
1,01 |
1,01 |
|||||
|
Амортизация основных средств |
97,54 |
97,54 |
|||||
|
Расходы на упаковку |
9,36 |
9,36 |
|||||
|
Охрана труда |
0,57 |
0,57 |
|||||
|
Общехозяйственные расходы |
-0,04 |
-0,04 |
|||||
|
Общецеховые расходы |
14,00 |
14,00 |
|||||
|
Прочие расходы |
5,99 |
5,99 |
|||||
|
Цеховая себестоимость продукции |
8232,49 |
8219,51 |
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Теплотехнический расчет кольцевой печи. Распределение температуры продуктов сгорания по длине печи. Расчет горения топлива, теплообмена излучением в рабочем пространстве печи. Расчет нагрева металла. Статьи прихода тепла. Расход тепла на нагрев металла.
курсовая работа [326,8 K], добавлен 23.12.2014Классификация и принцип действия обжарочной печи при обжаривании овощей. Устройство механизированной паромасляной печи. Методика расчёта обжарочной печи: определение расхода теплоты на нагрев, площади поверхности нагрева печи и нагревательной камеры.
практическая работа [256,0 K], добавлен 13.06.2012Основные технические параметры карусельной печи. Характеристика горелок и распределение тепловой мощности по зонам печи. Техническая характеристика рекуператора. Расчет теплообмена в рабочем пространстве печи. Составление теплового баланса печи.
курсовая работа [266,2 K], добавлен 28.09.2015Механическое оборудование печи. Форма и размеры плавильного пространства электродуговой печи. Футеровка основной электродуговой печи. Электрооборудование печи. Выплавка стали методом полного окисления. Жаропрочные стали и сплавы. Системы газоотвода.
реферат [1,4 M], добавлен 28.01.2009Назначение и особенности индукционной тигельной печи, индукционной канальной печи, вагранки с копильником. Основные узлы печи: индуктор, каркас, магнитопроводы, плавильный тигель, крышка и подина, механизм наклона. Расчет индукционной тигельной печи.
курсовая работа [2,8 M], добавлен 04.11.2011Применение камерной печи с выдвижным подом для отжига, отпуска и закалки тяжелых деталей. Расчет горения топлива, рабочего пространства и теплового баланс печи, тепла, необходимого на нагрев режущего инструмента. Выбор материала для конструкции печи.
контрольная работа [450,3 K], добавлен 20.11.2013Устройство, назначение и принцип действия доменной печи. Выбор и расчет гибких строп для капитального ремонта доменной печи. Расчет отводных блоков. Организация технического обслуживания, технология проведения и определение трудоемкости ремонта печи.
курсовая работа [2,3 M], добавлен 23.05.2013Конструкция ванны и кожуха печи, механизм токоподвода. Конструкция водоохлаждаемого зонта. Выбор мощности трансформатора и расчет электрических параметров ферросплавной печи. Тепловой расчет футеровки печи. Определение линейного тока в электроде.
курсовая работа [369,3 K], добавлен 02.02.2011Подготовка исходных данных по топливному газу и водяному пару. Расчет процесса горения в печи. Тепловой баланс печи, определение КПД печи и расхода топлива. Гидравлический расчет змеевика печи. Тепловой баланс котла-утилизатора (процесс парообразования).
курсовая работа [200,1 K], добавлен 15.11.2008Конструкция и общая характеристика индукционной печи. Футеровка и достоинства тигельных плавильных печей. Определение размеров рабочего пространства печи. Тепловой и электрический расчет печи. Расчет конденсаторной батареи и охлаждения индуктора.
курсовая работа [980,1 K], добавлен 17.01.2013
